長(zhǎng)大隧道開挖工程技術(shù)控制與經(jīng)濟(jì)收益的聯(lián)系

李曉榮

(中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西太原 030024)

1 工程簡(jiǎn)介

參考的實(shí)例:隧道左線長(zhǎng)度6 821 m，右線(山西段)6 769 m，為全線控制性工程，隧道K69+755～K76+524段線路坡度為-1.950%，為下坡施工。設(shè)計(jì)有兩座通風(fēng)斜井，均在線路右側(cè)。隧道1號(hào)斜井長(zhǎng)1 163.118 m，坡度為 -13.750%，2號(hào)斜井長(zhǎng)879.873 m，坡度為 -16.588%。

對(duì)于一個(gè)施工企業(yè)來(lái)講，追求工程經(jīng)濟(jì)效益最大化最為重要。經(jīng)濟(jì)效益愈好，工程利潤(rùn)愈大，企業(yè)就能夠生存和發(fā)展壯大，這是每一個(gè)施工企業(yè)共同追求的目標(biāo)。但是，追求工程經(jīng)濟(jì)效益最大化必須建立在確保工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上控制工程造價(jià);而優(yōu)質(zhì)的工程質(zhì)量、安全的施工環(huán)境是通過(guò)合理的工程技術(shù)來(lái)控制;因此，工程的經(jīng)濟(jì)效益與工程技術(shù)存在著密不可分的聯(lián)系。

隧道施工作為工程施工的一個(gè)特殊種類，工程技術(shù)的控制必然影響到工程最終收益;而作為隧道施工的重難點(diǎn)工程——長(zhǎng)大隧道的經(jīng)濟(jì)收益受工程技術(shù)的影響尤為明顯。就工程特點(diǎn)而言，長(zhǎng)大隧道具有施工材料用量大、施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。施工材料用量大，因工程使用的材料均存在一定損耗，意味著材料損耗數(shù)量大;施工周期長(zhǎng)，影響安全施工的因素多，安全風(fēng)險(xiǎn)高，參與施工的人員、機(jī)械成本費(fèi)用大，施工投入相對(duì)較多;合理的工程技術(shù)控制能夠減少材料損耗量，加快施工進(jìn)度，縮短施工工期，從而降低工程造價(jià)，達(dá)到可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

隧道施工質(zhì)量取決于工藝質(zhì)量，而工藝質(zhì)量主要由其開挖斷面尺寸來(lái)體現(xiàn)，開挖斷面尺寸直接影響鋼支護(hù)尺寸、噴射混凝土厚度、襯砌厚度，開挖斷面尺寸過(guò)小，鋼支護(hù)尺寸、噴射混凝土厚度、襯砌厚度均受影響，在單項(xiàng)隧道質(zhì)量檢測(cè)中可能不能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即使單項(xiàng)隧道質(zhì)量檢測(cè)合格，但隧道斷面凈空檢測(cè)又不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，均屬于質(zhì)量不合格工程，而對(duì)于質(zhì)量不合格的工程需要進(jìn)程破除返工，從而增長(zhǎng)了施工工序時(shí)間和材料損耗量;開挖斷面尺寸過(guò)大，勢(shì)必造成鋼支護(hù)尺寸、噴射混凝土厚度、襯砌厚度增大，增長(zhǎng)了單項(xiàng)施工工序時(shí)間，亦增加了施工材料損耗量。因此，無(wú)論是開挖斷面尺寸過(guò)小還是過(guò)大，都增長(zhǎng)了施工周期，也增加了施工材料損耗量，增大了工程施工成本，影響了工程整體的經(jīng)濟(jì)收益。因此，合理的隧道開挖工程技術(shù)，嚴(yán)控開挖斷面尺寸，減少因開挖尺寸對(duì)工程質(zhì)量和工程材料用量造成的傷害，從而縮短施工周期、減小材料損耗量，節(jié)約工程成本，增大工程的經(jīng)濟(jì)收益。

2 隧道施工工程技術(shù)控制及相關(guān)控制

2.1 加強(qiáng)工前測(cè)量，優(yōu)化炮眼布置，嚴(yán)格控制隧道超欠挖

項(xiàng)目部安排測(cè)量隊(duì)對(duì)隧道掌子面每循環(huán)超欠挖情況進(jìn)行測(cè)量(必須做的)，掌握現(xiàn)場(chǎng)第一手?jǐn)?shù)據(jù)，作為下一循環(huán)開挖裝藥量的調(diào)整依據(jù)。同時(shí)根據(jù)水平狀石英砂巖巖層厚度薄，開挖后掉塊嚴(yán)重的特性，在進(jìn)行周邊眼施工時(shí)采用“長(zhǎng)短眼”進(jìn)行打眼，長(zhǎng)眼和短眼間隔布置，長(zhǎng)短眼間距30 cm，即長(zhǎng)眼負(fù)責(zé)第二榀拱架的開挖，短眼負(fù)責(zé)第一榀拱架的開挖，這樣能夠較好的控制掌子面的開挖輪廓。

2.2 準(zhǔn)確安設(shè)拱架，適時(shí)調(diào)整預(yù)留變形量，確保二襯混凝土不超耗

為確保拱架安設(shè)位置的準(zhǔn)確性，每循環(huán)拱架安設(shè)時(shí)，由技術(shù)干部全程進(jìn)行監(jiān)控，保證襯砌厚度。在初期支護(hù)封閉后，采用全站儀對(duì)初期支護(hù)輪廓進(jìn)行檢測(cè)，分析二次襯砌厚度，對(duì)于二次襯砌厚度超出的部位，在下一循環(huán)開挖時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于圍巖穩(wěn)定的Ⅲ級(jí)，Ⅳ級(jí)圍巖，堅(jiān)決取消預(yù)留變形量，減少襯砌施工厚度。

2.3 加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)量控制，落實(shí)材料月盤庫(kù)制度，規(guī)避材料性超耗

每批原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須索取材料質(zhì)保單并及時(shí)填寫報(bào)檢通知單，特別是速凝劑，要送交試驗(yàn)部門取樣抽檢，未經(jīng)試驗(yàn)室取樣抽檢合格之前嚴(yán)禁卸車。經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)原材料不合格直接通知供應(yīng)商拉走，嚴(yán)禁卸車，如檢測(cè)不合格后仍然卸車，因原材料不合格造成的混凝土超耗，責(zé)任由物資部承擔(dān)。

在每月的材料盤點(diǎn)時(shí)，將混凝土盤點(diǎn)作為重點(diǎn)單獨(dú)提出，與每日通報(bào)數(shù)量的匯總數(shù)量進(jìn)行對(duì)比:若材料盤點(diǎn)數(shù)量和通報(bào)匯總數(shù)量差額在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明數(shù)據(jù)準(zhǔn)確;若材料盤點(diǎn)數(shù)量和通報(bào)匯總數(shù)量差額超出允許范圍，說(shuō)明數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，需要核查數(shù)據(jù);如果核查出每日通報(bào)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，除扣回考核獎(jiǎng)金外，還將追究工區(qū)主管領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任和現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)責(zé)任人的責(zé)任。

2.4 實(shí)行通報(bào)制度，開展節(jié)超分析，限時(shí)整改施作超耗

對(duì)各個(gè)工點(diǎn)噴射混凝土、二襯、調(diào)平層混凝土數(shù)據(jù)進(jìn)行通報(bào)，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)數(shù)量、實(shí)際發(fā)生數(shù)量和節(jié)超數(shù)量，并與不同圍巖類別對(duì)應(yīng)的混凝土超耗比例進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行節(jié)超原因分析。對(duì)于超挖引起的混凝土超耗，要求現(xiàn)場(chǎng)人員加強(qiáng)超欠挖控制，工地現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人和技術(shù)主管需說(shuō)明超挖原因并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.5 建立混凝土節(jié)超考核體系，明確考核標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)點(diǎn)兌現(xiàn)獎(jiǎng)罰

對(duì)每月的混凝土節(jié)超按工區(qū)、工點(diǎn)進(jìn)行獎(jiǎng)罰，制定《隧道超挖控制和材料超耗考核辦法》，根據(jù)《隧道超挖控制和材料超耗考核辦法》中不同圍巖級(jí)別混凝土超耗指標(biāo)，制定相應(yīng)的獎(jiǎng)罰額度，并根據(jù)不同混凝土施工特點(diǎn)，制定相應(yīng)的考核期限，噴混凝土按單日進(jìn)行考核，其他混凝土按周進(jìn)行考核，并在每周一將一周內(nèi)的混凝土節(jié)超考核兌現(xiàn)情況進(jìn)行通報(bào);在月初時(shí)召開的專題會(huì)議上，將上月內(nèi)全部混凝土節(jié)超考核兌現(xiàn)情況進(jìn)行集中處理，對(duì)于考核該發(fā)放獎(jiǎng)金的，當(dāng)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)金發(fā)放;而對(duì)于考核需要罰款的，也在當(dāng)場(chǎng)明確了扣款數(shù)額。

項(xiàng)目所在隧道主要為水平層狀石英砂巖，水平方向節(jié)理發(fā)育，層厚薄，開挖后極易形成掉塊，整個(gè)洞身開挖后呈梯形狀，開挖輪廓差，超欠挖控制一直是個(gè)技術(shù)難題。針對(duì)此問(wèn)題，項(xiàng)目組織對(duì)每個(gè)開挖工序進(jìn)行跟班作業(yè)，從打風(fēng)槍開始，打眼吹孔、裝藥、爆破、出碴、立架，分析超挖的原因，最終根據(jù)水平砂巖的特殊情況，針對(duì)開挖不同部位確定不同的爆破參數(shù)，將拱頂周邊眼位置向設(shè)計(jì)輪廓線內(nèi)偏移5 cm～10 cm，調(diào)整周邊眼角度，避免角度過(guò)高造成超挖嚴(yán)重，在進(jìn)行周邊眼施工時(shí)采用“長(zhǎng)短眼”進(jìn)行打眼，長(zhǎng)眼和短眼間隔施工，長(zhǎng)短眼環(huán)向間距30 cm，即長(zhǎng)眼負(fù)責(zé)第二榀拱架的開挖，短眼負(fù)責(zé)第一榀拱架的開挖，這樣能夠較好的控制掌子面的開挖輪廓。同時(shí)減少裝藥量，通過(guò)內(nèi)移炮眼及減少裝藥量減輕爆破沖擊波對(duì)巖石水平節(jié)理薄弱面的破壞，在中導(dǎo)及下導(dǎo)位置，周邊眼間距控制在50 cm以內(nèi)。通過(guò)爆破參數(shù)的調(diào)整和現(xiàn)場(chǎng)不斷優(yōu)化，減少人為超挖。

隧道噴射混凝土超耗原先設(shè)計(jì)為1 831.61 m3，實(shí)際施工4 610.37 m3，超2 278.75 m3，超耗比例為151.71%(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超于設(shè)計(jì)相應(yīng)圍巖級(jí)別混凝土超耗指標(biāo))。通過(guò)以上方案優(yōu)化、分析原因并進(jìn)行隧道開挖工程技術(shù)控制后，隧道隊(duì)噴射混凝土超耗數(shù)據(jù)明顯減小，設(shè)計(jì)為 2 259.24 m3，實(shí)際施工 4 789.58 m3，超 2 530.34 m3，超耗比例112%;降幅達(dá)39.71%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，若未采用隧道開挖工程技術(shù)，即工程混凝土超耗依舊以原比例計(jì)算，將多超耗噴射混凝土 897.14 m3，涉及費(fèi)用 51.72萬(wàn)元(噴混凝土654.52元/m3);即進(jìn)行隧道開挖工程技術(shù)，相當(dāng)于節(jié)省混凝土成本費(fèi)用51.72萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

施工技術(shù)的優(yōu)劣，直接影響到工程項(xiàng)目的工程造價(jià)、工程進(jìn)度和工程質(zhì)量，好的工程技術(shù)再加上合理的施工組織方案可以節(jié)省人力、物力和財(cái)力，從而降低工程造價(jià)，讓企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)在本隧道施工中進(jìn)行工程技術(shù)控制，隧道施工質(zhì)量得到有效控制，因單項(xiàng)工序時(shí)間縮短促使整體施工周期縮短，工程施工材料，尤其是噴射混凝土和襯砌混凝土損耗量得到有效控制，從而取得了良好的經(jīng)濟(jì)收益。

[1] JTJ 041-2000，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 隧道開挖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 公路工程標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件(2009年版)[S].